电路的基本概念基本定律.ppt

* 第1章 电路的基本概念和 基本定律 §1-1 电路与电路模型 1. 电源：供应电能的设备 一.电路的组成 3. 中间环节：连接电源和负载 2. 负载：用电设备 其它形式的能量 电能 其它形式的能量 电能 导线、开关、熔断器和测量用仪表等 1.电能的传输、分配和转换： （强电系统，例如：电力系统） 发电机—升压变压器—输电线—降压变压器—负载 2.信号的传递和处理： （弱电系统，例如：信号处理系统） 话 筒—放 大 器—扬 声 器 二.电路的作用 电池 灯泡 E I R U + _ 负载 电源 三.实际电路与电路模型 实际电路 电路模型 将实际电路器件用具有某种性能的理想电路元件或它们的组合表示，由这些理想电路元件或它们的组合组成的电路称为原电路的模型 伏安特性 i R u 理想电路元件 1.电阻 R 单位：?、k?、M? i u 线性电阻 Const R = u i = u i 非线性电阻 Const R = u i = L=Const (线性电感:空心电感) i Φ 当线圈流过电流i时，将产生磁通 ，磁通通过每匝线圈。如果线圈有N匝，则电感元件的参数L称为电感或自感 L=Const (非线性电感:铁心电感) 2.电感 L 单位：H、 mH、?H 理想电路元件 dt di u = - e = L dt di dt dΦ e = - N = - L u i L e - + 当i = I (直流) 时, = 0 dt di u = 0 所以,在直流电路中电感相当于短路 伏安特性 2.电感 L 单位：H、 mH、?H 理想电路元件 3.电容 C 单位：F、?F、pF u i 理想电路元件 C= u q dt dq i = = C dt du 伏安特性 所以,在直流电路中电容相当于断路 当 u = U (直流) 时, = 0 dt du i =0 4.理想电压源 I E + _ a b Uab 5.理想电流源 a b I Uab Is 电阻R 电感L 电容C 负载元件 理想电压源 理想电流源 电源元件 理想电路元件 §1-2 电压、电流及其参考方向 物理量方向的概念： 实际正方向（规定） 参考正方向（假设） 一.为什么要判断电路中物理量方向 确定电路的状态 二.电路中物理量的实际正方向 电源内部非电场力做功的方向 低电位指向高电位的方向 正电荷运动的方向 电动势 电位降落的方向 高电位指向低电位的方向 电压 正电荷运动的方向 电流 实际方向 物理量 三.电路中物理量方向的表示方法 E + - I Uab Ro R 电动势 E（箭头或符号） + - 电流 I（箭头） 电压 U （箭头或符号） 四.电路分析中的假设正方向的应用 问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量 的实际方向，电路如何求解？ 电流方向 A?B？ 电流方向 B?A？ E1 A B R E2 IR 1. 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向 解 决 方 法 3. 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反 2. 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式 3. 为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向按相同方向假设（即关联参考方向） 1. 欧姆定律U/I=R仅适用于假设正方向一致的情况 2. 在解题过程中，一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算，缺少“参考方向”的物理量是无意义的 提示 §1-3 电路的功率 在一个电路中，电源产生的功率和负载取用的功率以及电源内阻上所消耗的功率是平衡的 功率是单位时间电流做功的大小 p=ui u、i参考方向一致的情况下，如果计算结果 若p ＞0，说明元件是耗能的，是负载 若p ＜0，说明元件是产生电能的，是电源 §1-4 基尔霍夫定律 用来描述电路中各部分电压或各支路电流间的关系,其中包括电流定律（KCL）和电压定律（KVL） 电路理论核心 一.基尔霍夫电流定律（KCL） 二.基尔霍夫电压定律（KVL） 三.应用举例 名词注释： 节点：三个或三个以上支路的联结点 支路：电路中每一个分支 回路：电路中任一闭合路径 一.基尔霍夫电流定律（KCL） ◇对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于流出节点的电流 ◇或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为 0 ? I =0 即： I1 I2 I3 I4 例 或 电流定律还可以推广应用